土木工程概论09209上课讲义.doc

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1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。土木工程概论09209-一.土木工程概论+房屋建筑设计1、土木工程的内容n 房屋建筑工程n 公路与城市道路工程、铁路工程n 桥梁工程n 岩土工程(地下建筑工程）n 水利、水电工程n 港口工程n 给排水工程2、建筑物（建筑）：指供人们进行生产、生活或其它活动的空间、场所。构筑物：指人们一般不直接在内进行生产、生活活动的建筑物，如水塔、堤坝、烟囱等。3、土木工程建设的基本过程n 规划政府部门，规划师n 勘测(勘探与测量)地质工程师n 设计建筑师、结构工程师、设备工程师n 施工施工单位、监理单位的技术人员。4

2、、土木工程建设的单位n 规划部门政府机关、国家级的委、办等n 建设单位（管理单位）出资建造工程设施n 勘测单位地质/测量n 设计单位根据规划和建设单位要求进行设计n 施工单位工程局(公司)根据设计完成建造施工n 监理单位协调设计、施工与建设单位n 维护单位建筑加固、质量检测等。n 科研单位（间接参与）各专门的院、所。5、房屋建筑工程设计的内容n 建筑设计由建筑师负责（负责房屋的适用性、经济性和艺术处理。）n 根据任务书要求，解决与周围环境的协调；所用建筑材料、结构形式、使用空间的合理安排、内部及外部艺术处理、细部构造n 结构设计由结构工程师负责（负责建筑工程的骨架即结构。）n 结构布置与计算、

3、构件设计、构造设计。n 结构可靠性：1、安全性2、适用性3、耐久性n 设备设计由设备工程师负责n 给排水、电气、暖通、动力问题（负责房屋的给水排水、供热通风和电气等设施。）6、设计阶段的划分任务与内容n 初步设计n 技术设计n 施工图设计7、房屋建筑工程的分类n 1、按房屋结构材料分类(1).砌体结构指将由块体和砂浆砌筑而成的墙、柱作为建筑物主要受力构件的结构体系。(2).钢筋混凝土结构(3).钢结构(4).钢混凝土混合结构(5).木结构n 2、按房屋主体结构的型式n 3、按房屋的使用性质的分类.住宅建筑.公共建筑.商业建筑.文教卫生建筑.工业建筑二.荷载与抗灾1、(荷载)作用-按作用方式分类

4、1.直接作用：施加在结构上的外力-荷载永久荷载(恒荷载)：例如结构自重。可变荷载(活荷载)：如人、风、雪等偶然荷载：冲击、爆炸等。2.间接作用：其它引起结构变形的原因温差；地基不均匀变形；地震2、土木工程中的抗灾地震灾害、风灾、水、火灾、地质灾害、人为与意外灾害三.工程材料1、强度与刚度抵抗外力和变形的能力n 强度：结构材料所能够承受的某种极限应力n 抗拉强度、抗压强度；抗剪强度。n 强度显示材料抵抗/承受外力的能力。n 强度越大、承受外力的能力越高。n 刚度材料、结构或构件抵抗变形能力n 反映结构在外力作用下变形的大小、刚度越大在同样大的力下变形越小。（混凝土的抗拉强度仅仅为其抗压强度的1/

5、10左右）2、钢筋的连接搭接、焊接和螺栓连接3、钢材4、钢结构的连接焊接、铆接、螺栓连接、铰接5、钢混凝土组合结构钢管混凝土结构钢管钢筋混凝土结构钢骨混凝土结构钢骨钢筋混凝土结构四、土木工程的基本结构形式1、建筑物组成方面的基本概念n 建筑构件建筑物中独立的组成部分n 1.基础、墙、楼板、梁、柱、屋盖(承重构件)n 2.门窗、楼梯、阳台等(非承重构件)n 建筑构造重要研究建筑构件的组合n 建筑物各组成部分的构成原理和方法n 建筑结构由承重构件组成的体系(骨骼)n 作用：承受荷载并把力传递到地基上去。要求：保证建筑的强度、刚度和稳定性。2、杆件变形的基本形式3、构件间的连接(1)铰结点(2)刚结

6、点(3)定向结点4、构件的支撑支座类型(1)铰支座(2)滚轴支座(3)固定支座（4）定向支座5、拱中的内力拱中的内力以轴向压力为主6、曲梁与两铰拱拱在支座处不能自由水平移动曲梁与两铰拱的内力分布差异很大7、铰接桁架最重要的特点是：外力只作用于结点，尽管结构整体承受弯曲、剪切；但各杆件只受拉伸和压缩；而材料得到充分利用(内力均匀)。8、各种构件常见的受力与变形形式小结五.房屋建筑与结构水平分体系1、建筑的构造6大部分 楼板和地坪 屋顶(屋盖) 墙(柱) 基础与地下室 楼梯 门窗2、楼板 按材料分类n 钢筋混凝土楼板、钢楼板、木楼板 钢筋混凝土楼板按施工方法分类n 现浇式n 装配式 钢筋混凝土楼板

7、按结构形式分类n (1)单向板肋梁楼板主次梁n (2)双向板肋梁楼板井式楼板n (3)无梁楼板n (4)压型钢板组合楼板3、大跨度屋盖结构的类型 1、梁式结构 2、拱结构 3、网架结构 4、(双)桁架结构,空间钢桁架 5、斜拉屋盖 6、悬索 7、薄壳结构(含折板结构)8、充气和薄膜结构六房屋建筑工程的类别和建筑结构体系1、三大基本结构体系1)框架体系2)剪力墙体系3)筒体体系中心核心体、单侧和双侧核心体-板式建筑、单侧核心体、体外核心体组合结构体系 1)框架-剪力墙体系框架剪力墙 2)框架-筒体体系框架筒体； 3)成束筒体系并列的若干筒体。 4)筒中筒体系内筒外筒.墙体结构.框架结构.筒体结构

8、七桥梁工程1、桥梁的分类.按用途分类铁路桥公路桥铁路公路两用桥城市道路桥（含立交桥）农村道路桥、人行桥、管线桥、渡槽桥.按桥身结构材料分类木桥圬工桥（含砖,石,混凝土砌块桥）钢筋混凝土桥(含预应力混凝土)钢桥.按桥跨结构形式分类粱式桥（含简支梁、连续梁、伸臂梁）拱桥刚架桥（又称刚构桥）斜拉桥悬索桥(桁架桥)2、现代梁式桥的结构形式3、拱桥的承重方式4.刚架桥：桥墩与桥跨刚性连接5、斜拉桥辐射形竖琴形扇形八公路与城市道路工程1、道路工程的主要内容 道路的分类公路：指连接城镇、乡村和工矿基地之间主要供汽车行驶的道路。城市道路：供城市各地区间交通用厂矿道路：为厂矿服务用农村道路：野外乡村地区间交通用

9、人行小路 道路工程的主要内容 线路（山岭地区线路三种类型：沿河线、山腰线、越岭线）平面线形及其技术要求：中线在平面上的投影由直线、圆曲线、缓和曲线组成。1）直线段不宜过长。否则引起驾驶员麻痹、疲劳，美国要求小于3min的行程。2）圆曲线段半径R不宜过小否则引起汽车向外滑移或倾覆。 3）缓和曲线长度也不能过小，应使汽车行驶所受离心力平稳过渡。 路基 路面 附属设施2、我国道路工程的分类、组成、工程内容3、路基的三种形式路基的三项技术要求 1.足够的承载力和刚度。即不应发生过大的沉陷。2.足够的整体稳定性，即不致产生路基的整体滑坍。3.足够的水温稳定性，即在地面水、地下水或冰冻时不致显著地降低承载

10、力。挡土墙是支撑路基填土或者山坡土体、防止填土或体变形失稳的构造物。公路中常用1、路堑挡土墙2、山坡挡土墙：3、路肩挡土墙：4、路堤挡土墙：4、路面.按荷载作用下路面的工作特征1.柔性路面：如沥青砼路面、沥青贯入式碎（砾）石路面、泥（水泥）结碎石路面等2.刚性路面：如混凝土路面。3.半刚性路面：如用石灰或水泥稳定土或石灰炉渣.按路面的质量级别：高级、次高级、中级、低级5、立体交叉的主要组成：1、跨线构造物（包括跨线桥（上跨式）和地道或隧道（下穿式）)2、正线、匝道(慢速转向)3、端部(匝道两端分别与正线相连接的道口，它包括出入口、变速车道及辅助车道)。(附：平面交叉常采用的设计型式有：简单交叉

11、、渠化交叉、拓宽交叉、环形交叉。)立体交叉的分类按相交道路跨线构造物型式可分为上跨式和下穿式两类。按地理位置可分为公路立交和城市立交。按交通功能可分为分离式和互通式。根据交叉口处车流轨迹线的交错方式和几何形状的不同，互通式立交还可细分为：部分互通式、完全互通式和环形立交三种。九、地下建筑工程1、地下建筑工程简介概念：建造在岩石中、土中或水底下的建筑工程统称为地下建筑工程。2、地下工程的开挖和支护 开挖方式 机械开挖 爆破开挖 明挖回填 开挖过程 全断面开挖 分层开挖 支护方法 衬砌 喷锚支护3、地下建筑物的结构特点：与岩（土）接触处必须有衬砌结构。衬砌结构的作用：承受岩（土）层和爆炸等静力和动

12、力荷载，并防止地下水和潮气的侵入。4、地下建筑物的横断面有各种不同形状最常见的有圆形、矩形、拱顶直墙（包括厚拱薄墙）、拱顶曲墙、落地拱、穹顶直墙等十、水利水电工程1、水利枢纽工程江河湖海上为有效利用水利资源而集中兴建的各种水工建筑物(是一个综合体的总称)2、水电站枢纽中的各种工程设施3、水电站厂房布置的基本类型 按地上地下分类 地面式厂房 地下式厂房 按与坝的相对位置关系分类 坝式： 1.坝内式厂房大坝内部空腔内设置的厂房 2.坝后式厂房与大坝相邻，本身不挡水3.河床式厂房本身挡水，是坝的一部分引水式：距坝较远的地面(地下)厂房4、地下厂房的形式水流方向水库引水洞厂房尾水洞河下游十一、水工建筑

13、物1、水工建筑物水工建筑物以水坝（横跨河道）和堤（沿水流方向位于河道两侧）为代表。泄水建筑物以溢洪道(洞)、水闸为代表。作用是能保证从水库中安全可靠地放泄多余或需要的水量，设置在坝体上或附近河岸。2、水工建筑物水坝1）土石坝土石坝泛指由当地土料、石料或混合料，经过抛填、辗压等方法堆筑成的挡水坝。当坝体材料以土和砂砾为主时，称土坝、以石渣、卵石、爆破石料为主时，称堆石坝；当两类当地材料均占相当比例时，称土石混合坝。土石坝的分类 土质防渗体 均质土坝 直心墙 斜心墙 沥青防渗体 混凝土防渗体2）重力坝（混凝土坝）3）拱坝（混凝土坝）十二、基础工程1、地基是指受工程结构影响的那一部分地层。基础：建筑

14、物的一部分地基：持力层、下卧层2、基础的型式：按构造型式分类独立基础条形基础十字型(井格式)基础片筏基础箱型基础3、地下室的防水应用：地下室位于最高地下水位以下按位置分类：内防水、外防水按材料分类：柔性(沥青卷材)防水、防水混凝土4、桩基础分类预制桩：钢筋混凝土桩钢桩灌注桩：沉管灌注桩钻孔灌注桩人工挖孔灌注桩（摩擦桩、端承桩、端承摩擦桩、摩擦端承桩）5、基坑支护的构成基坑围护结构：地下连续墙、排桩(围护桩)支撑结构：内支撑按：钢筋混凝土支撑、钢支撑、混合支撑喷锚支护6、基坑支撑型式分类(1)悬臂式：优点：开挖场地开阔、挖土效率高、比较经济。缺点：深度不大于6m。(2)内撑式：优点：刚度大能有效

15、控制变形，比较可靠。缺点：开挖场地小。内撑式-按材料分类：钢支撑、钢筋混凝土支撑、混合支撑(3)锚固式：优点：场地开阔、挖土效率高、施工方便缺点：刚度较小，对土质要求较高。7、基坑开挖8、深基础工程1）桩基础2）沉井(沉箱)基础3）地下连续墙1.土木工程设计包括哪三个阶段？2.土木工程建设包括哪些主要过程？3.参与土木工程建设的单位有哪些？4.建筑师、结构工程师、设备工程师在房屋建筑设计中的主要职责是什么？5.土木工程需要抵御的灾害主要有哪些？1.混凝土的抗拉和抗压强度的关系？2.什么是砌体结构，常见的砌体有哪些?3.常用钢材有几种类型？4.钢结构的构件有哪几种常见的连接方式？5.房屋建筑按结

16、构材料可以分为哪几类？6.钢筋有哪几种连接方式？ 7.钢混凝土混合结构由哪些类型？1.构件的主要变形形式有哪几种? 2.构件有哪几种典型支撑？ 3.构件理想的连接形式有哪两种？ 4.铰接桁架结构的杆中主要有哪种内力？ 5.拱结构中主要有哪种内力？ 6.拱和曲梁的支座有何不同？7.哪些构件截面内的应力基本上是均匀的？1.楼板有哪些常用型式？2.建筑结构的三大基本分体系是什么？3.大跨度屋盖的主要结构型式有哪些？4.竖向荷载在三大分体系中如何传递？1.桥梁按用途分为哪几种类型？2.桥梁按桥跨结构的材料分为哪几种类型？3.桥梁按桥跨结构的形式分为哪几种类型？4.拱桥分为哪三种类型？5.刚架桥桥跨结构属于哪一种连接方式？1.公路由哪4个主要组成部分组成？2.路面按按荷载作用下工作特征可以分为哪几类？3.路基按填挖方式分为哪几类？ 4.立体交叉的主要由哪三部分组成？1、哪些材料构成的路面为柔性路面、哪些为刚性和半刚性路面？ 2、水电站厂房有哪几种主要类型?3、三种主要坝型是什么?1、桩按施工方法分为几类？2、地基处理有哪几种方法？3、桩按受力情况分为几类？4、描述高层建筑桩基础施工与基坑开挖的主要过程？-